Arteriosklerose: Passenden Katheter schneller finden

Robin Maack, Katharina Roth und Dr. Christina Gillmann (re.) arbeiten an den Verfahren. (Foto: Koziel/TUK)

Bei der Behandlung von Arteriosklerose sollen Ärzte künftig den für den Patienten am besten geeigneten Katheter schneller finden können. Ein neues Verfahren von Informatikern aus Kaiserslautern und Leipzig macht das möglich. 

Verstopfte Gefäßen wie bei der Volkskrankheit Arteriosklerose können zu einem Schlaganfall und Herzinfarkt führen. Eine schnelle Diagnosestellung und rasche Hilfe sind daher entscheidend. Informatiker aus Kaiserslautern und Leipzig arbeiten zurzeit an einem Verfahren, das den besten Katheter für eine Behandlung auswählt. Darüber hinaus entwickeln sie eine Technik zur automatischen Lokalisierung der Engstellen bei den Gefäßen.

Katheter bestehen aus unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff, Silikon oder Metall. Auch in der Biegsamkeit unterscheiden sich diese medizinischen Schläuche. „Ärzte müssen sich bei der Behandlung oft entscheiden, welche Katheter sich am besten eignet“, sagt der Informatiker Robin Maack, der sich im Rahmen seiner Masterarbeit an der Technischen Universität Kaiserslautern mit der Thematik befasst. „Dabei spielt es zum Beispiel auch eine Rolle, ob er sich in einem 90°-Winkel biegen muss, um an die betroffene Stelle im Gefäß zu kommen“, so Maack weiter. Auch das Verletzungsrisiko für den Patienten muss möglichst gering sein.

Datenbank für Ärzte

Gemeinsam mit Dr. Christina Gillmann von der Universität Leipzig entwickelt der Forscher eine Datenbank, mit der ein passender Katheter schneller gefunden werden soll. Dafür haben die Wissenschaftler ein Modell für eine Arterie konstruiert, die sich mehrfach biegt und an mehreren Stellen verzweigt. Die Informatiker filmen dabei, wie lange der jeweilige Katheter braucht und welche Kräfte auf die Gefäßwand einwirken, um durch die Blutader zu kommen. „Die Videos werden analysiert und die Ergebnisse stellen wir in unsere Datenbank ein“, erläutert Gillmann. Für jedes Modell gegen die Forscher wichtige Daten wie Material, Größe und Hersteller an und beschreiben dann die am besten passenden Einsatzgebiete. 

Ärzten soll die Datenbank künftig dabei helfen, schneller den passenden Schlauch für eine Behandlung zu finden. Für Patienten könnte das eine geringere Belastung bedeuten, da weniger Katheter im Körper getestet werden müssen. 

Gefäßverengung lokalisieren

Die Wissenschaftler arbeiten zudem an einem Verfahren, das Ärzten zeigt, an welcher Stelle sich die Gefäßverengung genau befindet. „In der Regel sind Blutgefäße sehr kleinteilig, sodass es nicht immer direkt ersichtlich ist, wo sich die Verengung befindet“, so die Informatikerin. Für die Technik werden Bilder aus Computertomographien eingesetzt. „Wir bereiten die Daten der Bilder mit unseren Analyseverfahren anders auf als dies mit herkömmlichen Verfahren der Fall ist“, erklärt Maack. Die Bilddaten werden zudem in die Kategorien Knochen, Venen, Muskeln und Gewebetypen unterteilt. Den Forschern zufolge ist das Rechenprogramm in der Lage, kleinste Änderungen bei den Bildpixeln zu erfassen und auf diese Weise die betroffene Stelle zuverlässiger aufzuspüren.

Die Forscher stellen ihre Entwicklungen auf der Medica vom 17. bis 21. November 2019 in Düsseldorf am Forschungsstand (Halle 7a, Stand B06) Rheinland-Pfalz vor.